Три схемы проверки батарейки с использованием мультиметра — как правильно провести проверку

Что такое батарейка и какие электрические характеристики определяют ее работоспособность

В народе широко используется термин «батарейка» для обозначения гальванических элементов или химических источников тока, которые служат для выработки электроэнергии, необходимой для питания бытовых устройств и электронных гаджетов.

Обычно их выпускают пальчиковой формой с габаритами АА или ААА либо в виде таблеток.

Функционально они могут поддерживать возможность заряда после использования по назначению (аккумуляторы) или не иметь ее. В первом случае на их корпусе делается надпись «Rechargeable».

В инструкциях на остальные модели пишут, что они не подлежат заряду, то есть работают одноразово до полного износа. Это надо обязательно учитывать, ибо при установке их в зарядное устройство под напряжение они могут взорваться.

Такой случай был в моей практике, когда соседка с верхнего этажа повредила свой стационарный телефон. У нее в трубке стояли никель кадмиевые аккумуляторы, которые пришли в негодность через несколько лет.

Она вставила вместо них батарейки такой же формы, поговорила, а трубку поставила на базу… пришлось ей покупать новый аппарат.

Будьте внимательны, не повторяйте подобных ошибок.

Работоспособность батарейки определяется величиной электрической мощности, которую она способна отдать подключенному потребителю. При этом на ее выводах в разомкнутом состоянии образуется разность потенциалов — напряжение, которое при подключении на любое сопротивление выдает электрический ток определенной силы.

Он не может протекать бесконечно, а действует только на тот промежуток времени, на который хватает энергии, запасенной в химическом источнике тока. Все перечисленные процессы взаимосвязаны, обобщены термином «емкость батареи или аккумулятора» и описываются математическими формулами.

Например, автомобильный аккумулятор имеет емкость 60 ампер-часов.

Это означает, что при токе нагрузки в 1 ампер он должен проработать 60 часов, а при 60 амперах — всего час.

Это же требование справедливо к батарейкам, только мощность их намного меньше. Их емкость маркируется в миллиампер-часах.

Основной электрической характеристикой батарейки является ее емкость. Она определяет продолжительность работы химического источника тока, то есть его ресурс.

Ее величина при эксплуатации постоянно уменьшается, а скорость снижения сильно зависит от подключенной нагрузки.

Результаты одного из проверочных тестов четырех одинаковых батареек при разных токах потребителей показали следующие результаты.

В жизни мы постоянно с этим сталкиваемся: чем больше подключенная нагрузка, тем быстрее химический источник тока выходит из строя. Поэтому под каждый электрический прибор подбирается по мощности свой гальванический элемент.

2 фактора, которые могут повредить батарейку с завода до ее использования: их надо знать

К ним относятся:

1. время;
2. мороз.

Остановлюсь на них подробнее, ибо в отдельных случаях даже мультиметром пользоваться не придется.

Время хранения и ресурс работы химического источника тока

Мой сосед по даче приобрел на свой ноутбук беспроводную мышь. Она успешно отработала у него полгода, а потом отказала. Пришел ко мне с вопросом.

Посмотрели батарейки, там две ААА. Они отработали полностью свой заряд: нужна замена. Сосед попросил своего друга, который ехал в город, привести ему аналогичные.

На другой день он снова спрашивает меня: питание заменено, а мышь не работает. Я извлек ААА из корпуса: на них стоит год выпуска 2013, когда сейчас в разгаре лето 2021. Срок годности давно истек.

Он указывается на упаковке (обычно 3 года), а дата изготовления — прямо на корпусе гальванического элемента.

Объясняется это просто: полностью исключить токи саморазряда практически невозможно. Их учитывают сроком годности.

Почему надо обращать внимание на условия хранения

Допустим, купили моему соседу батарейки в киоске, стоящем на улице. У нас период отрицательных температур длится полгода, а в более северных районах и того больше.

При морозе емкость любого химического источника тока подвергается большему саморазряду, он теряет свой ресурс раньше указанного времени.

Учитывая эти два фактора, я вообще не покупаю батарейки в киосках и всегда проверяю дату их выпуска, что и вам советую.

Выражаю благодарность Nusik1975 за помощь в написании статьи и морально-техническую поддержку.

Предислвие: У меня, как и у многих, скопилась немалая кучка старых АКБ от всяких ноутов, сотиков, фотоаппаратов и т.п. Но при сборке нового устройства очень не хочется покупать новый АКБ, и есть желание применить старый. Однако узнать его емкость — не всегда простая задача. Тут знакомый подал идею сделать тестер всего этого добра, на основе давно известного стабилизатора тока на полевике и операционнике. Хотя в интернете есть подобные конструкции, однако я не нашел ни одной на нормальном стабилизаторе тока. А от стабильности разрядного тока сильно зависит результат. К тому же, большинство на PICах, и очень мало на АВРках. В результате родилась схема зарядно/тестового устройства. Возможные его применения: Зарядка Li-Ion/Li-Pol аккумуляторов. Тестирование Li-Ion/Li-Pol аккумуляторов токами разряда 40, 166 и 500 мА Тестирование Ni-MH/Ni-Cd аккумуляторов токами разряда 40 и 166 мА Отображение результата теста в mA/h. Девайс проектировался как максимально простой и с применением широко распространенной элементной базы, а также с возможностью легко заменить его компоненты аналогами.
Постараюсь разжевать схему как можно более подробно, чтобы даже котята смогли ее понять: На элементах OP1,R18,R20,VT5,R23 собран стабилизатор тока. Он работает по следующему принципу: Операционник OP1 управляет полевиком VT5, прилагая все усилия, чтобы сравнять значение падения напряжения на резисторе R23 с напряжением на входе «+». А падению напряжения на нем прямо пропорционален ток разряда АКБ. Причем при изменении напряжения АКБ, ток стабилизируется очень точно. Для этого операционник управляет напряжением затвора VT5, открывая его ровно настолько, чтобы выровнять падение напряжения на R23. R18 выполняет функцию ограничения тока на выходе операционника в момент переключения транзистора. R23 — это сборка из двух резисторов МЛТ-2 10R 2W. Теоретически есть небольшая вероятность того, что при перегреве резисторов R23 возможно их замыкание или изменение сопротивления в меньшую сторону, либо деформация платы с тем же результатом. В этом случае операционник будет пытаться получить заданный ток и создаст в цепи ток сопоставимый с КЗ. Хоть это и маловероятно, но всеже в схему был добавлен предохранитель F1. Оговорюсь сразу: все проведенные тесты по перегреву этих резисторов, в конце концов, увеличивали их сопротивление, но всеже я решил подстраховаться. Напряжение питания ОУ должно быть как можно более стабильным, для этого собран фильтр L1,C2,C4. Задающее напряжение на входе «+» OP1 должно быть тоже как можно более стабильным. Для этого было решено собрать «управляемый резистивный делитель» на элементах R5,R6,R7,R15. МК коммутирует эти резисторы на +5В, в результате задается нужное напряжение. К примеру, при коммутации резистора R5 на +5В мы получаем делитель с плечами 20K+20K, в средней точке которого будет напряжение 2.5В. Операционник, в свою очередь, отрегулирует падение на резисторе R23 до значения 2.5В, по закону Ома получим ток разряда Iразряда=Uпадения/Rшунта, т.е. 2.5В/5Ом=0.5А разрядный ток. Конденсатор С8 играет роль небольшого «фильтра помех» чтобы шум по «порту» МК не сказывался на токовой цепи. Посадочные площадки сделаны таким образом, чтобы номинал резисторов можно было корректировать с помощью параллельного или последовательного включения резисторов. В результате получился стабилизатор тока с очень малыми отклонениями от заданного тока разряда. Блок индикации собран, можно сказать, «по классической схеме включения семисегментника». Индикатор выбирался из максимально дешевых и легко доставаемых. Я предположил, что перед тестированием Li-Ion/Pol АКБ было бы не плохо его предварительно зарядить, и собрал зарядку на MCP73812. Также после окончания тестирования разряженный АКБ повторно ставится на зарядку. Переменным резистором R19 выбирается ток заряда АКБ, по формуле I=1000/(R17+R19), где сопротивление в килоОмах, а результат в миллиамперах. Если АКБ ставится с напряжением отличным от напряжения Li-Ion/Pol, то зарядная цепь не включается. В процессе разрядки АКБ может возникнуть перегрев токовой цепи. Чтобы этого избежать, был добавлен вентилятор, который включается при тепловыделении на ней более 0.5W. Также он всегда включен в процессе заряда АКБ, чтобы избежать перегрева контроллера зарядки. Замена деталей: VT5 — можно применить любой N-канальный полевик с Rds(on) менее 0.1 Ом при напряжении затвора +5В. Корпус транзистора D-PAK или D2-PAK. Хорошо подходят полевики, устанавливаемые по питанию процессора на материнских платах. (начиная с P-I) OP1 — допустимо применить любой операционник, который нормально работает при однополярном питании +5В. Но скорее всего при этом потребуется незначительное изменение егоразводки на ПП. MCP73812 — Можно не запаивать его, но тогда зарядка АКБ работать не будет. Можно применить LTC4054, но тогда управление зарядом надо сделать так — между +5 и питанием LTC надо поставить любой N-канальный «логический» полевик, затвор которого подключить к R13. VT1 — любой P-канальный «логический» полевик. В принципе, можно и биполярник туда поставить, добавив резистор по базе. L1,L2 — желательны, но допустима замена на резисторы 10R. Однако, при замене L1 на резистор, надо обратить внимание на ток потребления операционника. Если он больше 10 мА, то лучше просто заменить L1 перемычкой 0R. MK — ATMEGA8-AU или ATMEGA8А-AU. Дисплей — любой подходящий по габаритам, распиновке и с общим анодом. VR1 — 7805 в корпусах D-PAK, D2-PAK. Желательно импортного производства. (У 7805С с логотипом » слишком сильно гуляет выходное напряжение). Радиатор(HEATSINK) — Самодельная конструкция «малогабаритный сверх бюджетный теплоотвод имени кота Шодана «. Берется медная жила диаметром 2-5мм, гнется змейкой, одно ребро змейки припаивается изгибами к плате, другое ребро смотрит вверх(в воздух). R23 — Желательно применить 2 резистора МЛТ-2 10R 2W, но допустима и китайщина 10R 2W. FAN1 — Подбирается под корпус. Настройка: Давным-давно слышал поговорку: «Если в журнале «Радио» написано, что настройка схемы не требуется, то схема точно не будет работать и ее лучше не собирать». Поэтому настройка девайса требуется Хотя и не обязательно. Дело в том, что от выходного напряжения 7805 и точности номиналов резисторов зависит ток разряда.Даже сегодня на периферии непросто найти 1%-е резисторы, я уже не говорю о «почти прецизионных» 0.5%-х стабилизаторах. Поэтому делаем проще — как истинные коты-оборванцы берем то, что есть, можно даже б/у, паяем в устройство, и запускаем режим калибровки! Перед включением зажимаем кнопку, включаем девайс и ждем надписи CAL на дисплее.( Для тех, кто сейчас ехидно хихикает, поясняю: CAL- это сокращение от слова калибровка). Отпускаем кнопку и подключаем к разъему BAT источник +5В и амперметр. Полученное значение в миллиамперах выставляем на индикаторе, нажимая кнопку. После этого производим выключение-включение девайса без каких либо зажатых кнопок. Снова замеряем ток и выставляем его, и еще раз дергаем питание, снова замеряем и выставляем. В результате мы сконфигурировали 3 разрядных тока. Выключаем устройство. Подключаем к входу BAT источник со стабилизированным и максимально точным напряжением +5В (желательно выставить это напряжение с точностью до 10 мВ) Включаем устройство, после этого однократно нажимаем кнопку и выключаем устройство. Все, калибровка завершена. Алгоритм работы устройства: Пояснения к схеме: Если написано (на дисплее Chg «напряжение АКБ»), значит, «перемигиваются» надписи «Сhg» и «3.80» с частотой 1 секунда. По сути, работа с устройством сводится к следующим этапам: 1.Включить питание. 2.Выбрать разрядный ток. (Если ток выставлен 000, то только зарядка без тестирования емкости). 3.Подключить АКБ. 4.Если началась зарядка АКБ, которая не требуется, то отменить ее. 5.Подождать энное количество часов, до завершения теста. По умолчанию все значения отображаются в единицах миллиампер/часов, милливольтах. Пример «diS» «725» — разрядка АКБ, в ходе которой мы уже высосали 725 миллиампер/часов из АКБ. Если показывается дробная часть, то это уже ампер/часы, вольты. Пример «CPL» «2.21» — тест завершен, в ходе теста из АКБ высосали 2.21 Ампер/часа. Замечания: Если будите тестировать Li-Ion АКБ с напряжением полного заряда 4.1В, то отменяйте зарядку, т.к. применяемая в схеме МС зарядки спроектированна под АКБ 4.2 вольта. Обратите внимание, что тестировать Ni-MH и Ni-Cd током свыше 170мА нельзя — будет выдаваться сообщение об ошибке. Подключать к цепи разряда АКБ с напряжением более 5 вольт нельзя, т.к. выйдет из строя МС зарядки. Планы:Возможно, в будущем, будет добавлена возможность отображения Ватт/часов и измерения внутреннего сопротивления АКБ. Следите за выходом новых прошивок. Реализация: Печатная плата проектировалась под корпус G436. К сожалению, изготовление красивых корпусов и красивая пайка, это не про меня, поэтому сделал девайс как смог(см. фотки ниже). Весь девайс обошелся мне примерно в 500р. Рисованию печатной платы, я уделил особое внимание, дорожки разведены красиво, все номиналы подписаны (для простоты сборки). Вопросы и предложения, как обычно, здесь . С уважением, ваш кот Shodan.
Файлы:

Плата и разметка корпуса Схема, плата, разметки корпуса, алгоритм работы. Прошивка

Все вопросы в Форум.

Заводские и самодельные тестеры батареек: обзор моделей

Промышленность Китая наладила массовый выпуск дешевых электронных приборов, позволяющих быстро оценивать реальное состояние любого гальванического элемента. Его достаточно вставить в стационарное гнездо и на табло сразу отобразится результат проверки.

Стоимость таких тестеров не превышает нескольких долларов, а доставка осуществляется бесплатно.

Посмотреть подробнее и заказать тестер BT-168D

В качестве примера показываю тестер BT-168. Его шкала выполнена цветными секторами, обозначающими текущее состояние источника тока. По положению стрелки судят об оставшемся заряде:

• зеленый — норма;
• желтый — допустимо;
• красный — в утиль.

Аналогичная модель тестера BT-168D работает так же, но показывает величину напряжения на клеммных выводах источника тока в вольтах. Справочная таблица расшифровки значений имеется на обратной стороне корпуса.

Аналогичными возможностями обладает универсальный тестер батареек.

Его конструкция и внешний вид может быть выполнена различными вариантами для испытания всех видов существующих элементов питания.

Однако внутренне устройство всех этих девайсов примерно одинаковое: электронная плата с чипом и элементами настройки.

Более подробный обзор и возможности подобных приборов предлагаю посмотреть в видеоролике владельца «Китай Гуд Бай» на примере тестера для батареек форматов C, AA, AAA, D, N, 9V.

Я понимаю желание части домашних мастеров делать все своими руками. Для них публикую следующий раздел.

Необходимые детали

Это тестер, имеющий магнитоэлектрический механизм для измерения тока, поэтому он мерит только постоянный ток. Подвижная катушка со стрелкой крепится на растяжках. Применяется в аналоговых электроизмерительных приборах.

Найти на блошином рынке или купить в магазине радиодеталей проблем не составит. Там же можно приобрести и остальные материалы и компоненты, а также приставки к мультиметру. Кроме микроамперметра потребуется:

• 

• один переменный резистор;
• гнездовой разъем на 12-16 контактов;
• кусок одностороннего стеклотекстолита;
• пара метров медного многожильного провода сечением 1 кв. мм;
• 40 см одножильного медного провода сечением 4 кв. мм;
• припой, канифоль, паяльник на 60 Вт.

Если человек решил сделать себе мультиметр своими руками, значит, других измерительных приборов у него нет. Исходя из этого, и будем дальше действовать.

Простой способ проверки старой батарейки

Если вы нашли дома «бесхозную» батарейку и хотите проверить её на исправность – измерение остаточного напряжения посредством мультиметра поможет вам сделать правильные выводы. Подготавливаем прибор к работе:

1. Штекер чёрного провода вставьте в гнездо с надписью СОМ, а красного – в гнездо VΩmA.
2. Фиксируем ручку поворотного переключателя в зоне постоянного напряжения (помечается символом V- или DCV), выбрав деление, наиболее приближенное к номиналу батарейки (указан на этикетке изделия).
3. Подводим соединительные шнуры к обоим концам батарейки так, чтобы к «минусу» был прижат щуп чёрного провода, а к «плюсу» – красного.
4. Замеряем напряжение до того момента, пока его значение не перестанет расти.

Если на экране появится 1,5 Вольт, данный элемент питания способен поддерживать работу любого домашнего электроприбора. При меньшем заряде (например, 1,2-1,3 Вольт) батарейку можно вставлять разве что в пульт от телевизора или электронные часы. Более мощные гаджеты она не «потянет».

Типы мультиметров

Задаваясь вопросом, можно ли мультиметром измерить емкость аккумулятора автомобиля, смартфона, ноутбука или любой другой бытовой техники, необходимо рассмотреть типы представленных приборов.

Существуют аналоговые и цифровые мультиметры. В первом случае результат измерений показывает стрелка на особой шкале. Это один из самых дешевых типов устройств. Однако тем, кто никогда не пользовался подобными приборами, лучше отдать предпочтение цифровым разновидностям. Также аналоговые мультиметры имеют небольшую погрешность в измерениях.

Цифровые мультиметры выводят результат замера на дисплей. Это их отличает от предыдущей группы устройств. Информация на экране характеризуется высокой точностью и понятна для любого пользователя.

Правила утилизации элементов питания

Перед тем как утилизировать элемент питания, необходимо ознакомиться со следующими важными правилами:

• Не хранить нерабочие батарейки около других предметов и в самом корпусе электроприбора. Спустя некоторое время, электролит из элемента питания вытекает и портит все, что находится рядом с ним.
• Не стоит выбрасывать нерабочие элементы питания в общий мусорный бак. Батарейки являются вредными предметами для природы, поэтому для их утилизации предназначены специальные места или контейнеры.
• Нельзя разрушать корпус элемента питания. Внутри находится щелочь или кислота, которая способна обжечь кожный покров человека.

Как проверить емкость конденсатора мультиметром

Еще один важный фактор для оценки работоспособности электроники – проверка емкости конденсатора. Замеры допустимы для элементов с емкостью от 0,25 микрофарад, при этом мультиметр выставляется в режим проверки сопротивления (Ом), на максимальное значение.

Важно: перед измерениями конденсатор необходимо выпаять из схемы и разрядить!

При касании щупами контактов конденсатора сопротивление будет постепенно расти. Для полярных элементов оно может достигать бесконечности, поскольку конденсатор в процессе проверки полностью заряжается. Для неполярных замеряемая величина должна быть не менее 2 МОм. В момент проверки нельзя касаться кожей щупов, иначе это искажает показатели.

Приложение для смартфона

После того, как переходник спаян, скачиваем приложение на (активная ссылка на приложение) и устанавливаем. Запускаем приложение и подключаем переходник. Все должно работать. Если замкнуть щупы, то вы услышите звуковой сигнал, значит все нормально и можно пользоваться. Изначально показываются нули:

Как правильно подключать

В таком вопросе, как проверить амперметры мультиметром, нужно руководствоваться ниже представленными рекомендациями:

• Вычисляют диапазон для замера показателей. У аккумулятора он 1,5В, 7,5В и 12 В. Значение устанавливается чуть больше нормы. Это будет запасом, который предотвратит порчу прибора.
• Правильно определяют направление тока, т.е. полярность клемм, на который будет выполнено измерение. За ориентир берут обозначения общепринятого вида, указанные на корпусе.
• Необходимо грамотное подсоединение щупов. Черный — минусовый, ставят в гнездо общего типа под названием COMMON (COM). Плюсовой — устанавливают в красный разъем.

• Устройство настраивается в нужном диапазоне измерения.
• Значение выставляется на 10% больше того, которое предполагается.
• Если показатель неизвестен, то за крайнюю отметку берется максимум.
• Щупы устанавливаются по схеме, соответствующей типу проводимого измерения. Красный в разъемы, где измеряется ток, напряжение или сопротивления. Черный в общий разъем.
• Щупы подносятся к исследуемому прибору или сети питания. Красный ставится на плюс, черный на минус.
• Нужно оценить полученные показатели. Может потребоваться изначальная корректировка положения указателя («на ноль»), чтобы сведения были более достоверными.

Какие возможности дает тестер из смартфона?

С помощью такого тестера можно:

• — Прозвонить цепь на обрыв или короткое замыкание.
• — Узнать приблизительное значение сопротивления (0-70 Ом).
• — Смартфон издает звук, когда обнаружена целостность цепи.

Нам понадобиться: разъем от старой гарнитуры «джек» 3,5 мм, под ваш смартфон соответственно. Резистор на 2,2 кОм, но если нет можно взять другой, в промежутке 2 – 3 кОм, правда сопротивление будет мерить не так точно. И щупы самодельные или от сгоревшего тестера. Ну и соответственно телефон с системой ANDROID.

Что такое мультиметр

В двух словах, мультиметр – это универсальный портативный измеритель, призванный диагностировать неисправности аппаратуры, находить повреждённый участок проводки, измерять напряжение в розетке, силу тока и сопротивление, и делать ещё массу полезных действий, связанных с работой электрооборудования. Большинство представленных в продаже мультиметров относятся к цифровым моделям. Они отличаются компактными размерами, невероятно просты в эксплуатации и показывают достаточно точные результаты. Аналоговые (стрелочные) тестеры сегодня не пользуются популярностью. Но, независимо от типа устройства, принцип измерения у обеих систем остаётся одинаковым.

Как проверить датчик холла работает или нет?

Датчик холла — это электронный прибор, который обнаруживает магнитное поле и используется во многих устройствах, включая компьютеры, телефоны, автомобили и другие устройства. Есть несколько способов, чтобы проверить, работает ли датчик холла или нет.

1. Используйте приложение для тестирования: Существует множество бесплатных приложений для мобильных устройств, которые позволяют проверить датчик холла. Просто загрузите приложение из магазина приложений и следуйте инструкциям.

2. Используйте магнит: Если устройство имеет магнитный сенсор, вы можете использовать магнит для проверки его работы. Просто приложите магнит к датчику и посмотрите, появится ли какая-либо реакция.

3. Проверьте настройки: В некоторых устройствах существуют настройки, которые позволяют проверить датчик холла. Проверьте настройки вашего устройства, чтобы увидеть, есть ли там опция для проверки датчика холла.

4. Используйте мультиметр: Если вы имеете доступ к мультиметру, вы можете проверить датчик холла, подключив его к мультиметру в режиме измерения напряжения и проверив, появится ли напряжение при приближении магнита к датчику.

В любом случае, если вы не уверены в том, как проверить датчик холла, лучше всего обратиться к профессионалам или сервисному центру для диагностики устройства.